生命情報科学専門実習2 UNIX 再入門 2 回生前期の実習の初回に述べたように、コンピューターを使いこなし、効率良く大量の データ処理を行うためには、UNIX 環境を利用することが望ましい。この実習で行う多数 の遺伝子のアノテーションもそのような大量処理を必要とする。 ここでは、既に学んだUNIX の操作法の基礎を、代表的な LINUX ディストリビューショ ンのひとつであるFedora core LINUX の環境の最低限の利用法を練習することによって 復習する。
1. LINUX デスクトップツアー
近年、LINUX でもデスクトップ環境の利便性の向上が著しく、ウェブブラウザ、 メーラー、ワープロ、表計算ソフトなどの定番のソフトウェアはGUI (Graphical User I nterface) で使用できる。まずはそれらの起動方法や設定方法を説明する。1.a. ログイン、ログアウト
1.a.1. ログイン 1. 実習室のコンピュータでLinux を使用するためには、電源投入後に表示される OS 選択画面で、↑↓キーを使いFedora core Linux を選び、Enter キーを押す。 2. ユーザー名の入力を促されるので、ウィンドウズでログインするときと同じもの を入力する。 3. パスワードの入力を要求される。Windows とまったく同じパスワード を入力する。 [重要 ] 実習室の Linux 環境ではパスワードを変更してはならない。 パスワード の変更はWindows で行うこと。 1.a.2. ログアウト ログアウトするには画面上部の「デスクトップ」の「ログアウト」を実行する。 ログアウトと同時にコンピューターの電源を切るときには、表示されるダイアロ グウィンドウで「シャットダウン」を選択してから「OK」を押す。1 1 メニューの位置などが他の人と異なる人は教員に申し出なさい。1.b. 日本語入力
キーボード入力の (アルファベット⇔日本語) の切替えは、Shift キーを押しなが らスペースキーを押すことによって行う。2 日本語入力モードのときには、ウィンドウの 左下に [ あ ] と表示される。1.c. ウェブブラウザ
Firefox というインターネットウェブブラウザが利用可能である。画面上部3 に並ん でいるアイコンのうち、地球の形のアイコンをクリックすると起動する。使い方の説明 は不要だろう。日本語も問題無く表示される。1.d. メーラー
Linux 環境でも、Windows で利用されるのと同様の電子メールソフトが使える。 そのような電子メールのソフトウェアは既に複数種類がインストールされている。 ここでは、Thunderbird(「サンダーバード」)というメーラーの起動方法、設定方法を解 説する。 1.d.1. Thunderbirdの起動と設定 1. 画面左上部の赤い帽子のアイコン(Windows の「スタート」メニューに相当)を押 し、メニューを表示する。 2. 上から 2 段目の「インターネット」から、「Thunderbird Email」を選び、起動。 3. 「Account Wizard」画面が表示される。これからメールアドレスなどの設定を行 う。 4. 「New Account Setup」では「Email account」を選択して、Next を押す。 5. 名前とEmail アドレスを入力。アドレスは自分のメールアドレスで、@nagaham aibio.ac.jp までを入力する。 6. 「Server information」では、まず「POP」を選び、「Incoming Server」の欄に は pop.nagahamaibio.ac.jp と入力。「Outgoing Server」の欄には smtp.nagah amaibio.ac.jp と入力。 7. 「User name」は、多分、いじる必要なし。 8. 「Account Name」は、好きな文字列を入れる。既定値のままでよいだろう。 9. 以上の入力が完了すると、まとめ画面が表示される。間違いが無いようなら、「Fi nish」を押す。 10.なお、このときに設定を間違っても、後から訂正することは可能である。 2 実習室の環境では、Ctrl キーを押しながらスペースキーを押すのでもよい。 3 人によっては、下部かもしれない11.Thunderbird のアイコンをパネル(画面左下、アイコンが並んでいる場所のこと) に追加するには、アイコンを右クリックして「パネルに追加」を選択する。 1.d.2. Thunderbird使用上の注意 1.d.2.1 送信するメールのフォーマット 新規作成するメールのフォーマットは、デフォルトではHTML メールになる。メッ セージ毎にこれをプレインテキストなどに変更ことが可能である。作成ウィンドウのOp tions メニューにある、Format の項目で設定できる。 新規作成するメールのフォーマットが常にプレインテキストになるようにするに は、Edit > Account setting > Composition & Addressing で表示される設定ウィンド ウで、Compose messages in HTML format をオフにする。
1.d.2.2 受信したメールをサーバーに残す LINUX 環境と Windows 環境の両方でメールを利用する場合、一方で受け取った メールが他方では受け取れなくなることを防止するために、一度受信したメールをしば らくの間はサーバーに残すように設定しておいたほうがよい。 方法は、Edit > Account setting > Server Settings で 「Leave messages on se rver」 をオンにし、残しておく日数の数字をそのすぐ下の欄に入力する。これで、LIN UX 環境で受け取ったメールが、指定された日数以内であれば、Windows 環境でも受信 することが可能になるだろう。
1.e. OpenOffice (オープンオフィス)
Linux 環境では、マイクロソフトワードやエクセルは利用できない。その代わり にOpenOffice というソフトウェア群が利用できる。登場当時には日本語が使いづらいな ど欠点が多かったが、徐々に完成度もあがり、使いやすいソフトウェアになってきた。 赤帽子メニューの「オフィス」の中にある、「OpenOffice.org Writer」がワープ ロソフトである。使用法はマイクロソフトワードと非常によく似ているので説明しない。 ワードを使いこなしていた者ならば、使いながらコツをつかむことができるはずだ。レ ポートの作成時などに使うと良いだろう。このテキストはOpenOffice.org Writer を使 用して作成した。 エクセルの代替ソフトは「OpenOffice.org Calc」である。これの使用法も説明し ない。1.f. グラフィックソフト
レポートや論文の作成は、図の作成や画像の処理を伴うことが多い。ワープロ作 業中に簡単な図形の組み合わせで図を作るときには、「図形描画機能」ボタン を押す。ウィンドウ下方に描画のためのツールが表示され、図形の入力が可能になる。 Rasmol で作成した分子の立体構造の図などを加工するには、The GIMP を使用す ると良い。起動法は、赤帽子メニュー→グラフィックス→The GIMP である。初回起動 時には簡単な設定を行う必要がある。
1.g. アイコンとウィンドウによる視覚的なファイル操作
最後にファイル・ディレクトリのコピーや移動、削除の方法を説明する。デスク トップに「****のホーム」(****は自分のユーザーネーム)という名前のフォルダのアイコ ンがあると思う。ダブルクリックして開いてみよう。 使用法はウィンドウズとほとんど同じである。新規ディレクトリ作成、複製、ご み箱へ入れる、なども可能。(アイコン表示 ⇔ リスト表示) の切替えは、表示メニュー の最下段で行う。2. Linux におけるコマンドベースインターフェースの利用
ここまでの説明でも分かるように、最近のLinux コンピューターはコマンドを使 いこなせなくてもWindows パソコンとほとんど同様に、便利な文具として使用すること ができる。 しかし、私達はコンピューターを単なる文具として使いたいのではない。配列情 報や分子構造情報を解析して生物学的な知識を獲得するための道具として使いたい。そ のために使うことになるソフトウェアの多くはグラフィカルユーザーインターフェース で使用することができない。 よって、2 回生前期の実習でも利用したような、端末ウィンドウによるコマンドベー スの利用法に慣れることが必要である。2.a. 端末ウィンドウの出し方
新しい端末ウィンドウを出すには、赤帽子メニュー→システムツール→GNOME 端末 を実行する。次の図のような端末ウィンドウが表示される。端末ウィンドウは今後頻繁に使うので、パネル (MacOS X のドックに相当) へ追 加しておこう。方法は、赤帽子メニュー→システムツール→「GNOME 端末」を反転さ せた状態で、マウスの右ボタンを押し、「パネルへ追加」を選択する(次の図)。 端末ウィンドウは、デスクトップで右クリックすることで表れるメニューからも 起動できる。GNOME 端末は、日本語も表示できるが、ファイル名やディレクトリ名に は日本語を使うべきではない。 端末ウィンドウ この中で様々なソフトウェ アを実行する。 アイコンをパネルへ追加 マウス右クリックでサブ メニューが表示される
2.b. ディレクトリツリー
ここで、実習室のLinux 環境におけるシステムのディレクトリ構成について説明 する。 2.b.1. ホームディレクトリ 起動直後の端末ウィンドウでは、各自のホームディレクトリがカレントディレク トリ4になっている。ホームディレクトリのパスは /home/student/ユーザー名 である。 ホームディレクトリには容量制限がある。Windows 環境と Linux 環境の容量の合計が 11 0 MB5を越えてはならない。 デスクトップにある「****のホーム」(****はユーザー名) がホームディレクトリ である。 2.b.1. ワークディレクトリ 110 MB では実習を行うことができないので、生命情報科学コースに配属された学 生用にホームとは別のディスク領域が確保されている。 7 ページの図の「bis3」以下がそれである。例えば、ユーザー名が b000002 の人 のワークディレクトリのパス(後述)は、/mnt/bis2/b000002 となる。ホームディレクトリ からワークディレクトリへ移動するには、 cd ../../../mnt/bis3/b000002 あるいは cd /mnt/bis3/b000002 とすればよいが、文字の個数が多くて面倒なので、ホームディレクトリからワークディレ クトリへ移動するときに限り、 cd works とすればよいように設定されている。 4 端末ウィンドウにおいて、ユーザーが現在作業を行っている場所(ディレクトリ)のこと。 5 B（バイト)とは電子的な情報のサイズの単位で、1 バイトは英数字一文字分。日本語の１文字は 2 バイト。今後、生命情報科学専門実習2 で使うプログラムやデータは全てワークディレク トリ以下(つまり、7 ページの図の斜線部分)に置くこと。 以上で実習室のLinux 環境の解説を終える。以降は UNIX の基本の復習である。 / picture bis3 programs db data 実習室のシステムのディレクトリツリー 灰色の領域と斜線の領域が、b000002のユーザーが 使える領域。灰色の領域の容量は110 Mb まで。 斜線部は個人用のworks 領域。容量は約 10 Gb まで。 最初は他の人のディレクトリの中身は見えないように なっている。 perl student home b000001 b000002 b000001 b000002 pdb documents mnt b00002 のユーザーのホームディレクトリ
2.c. ディレクトリ・ファイル関連の基本コマンドの復習
(1) カレントディレクトリ名を表示 （pwd） pwd (2) ディレクトリの中身のを表示 （ls） ls （簡略表示、アルファベット順） ls -t （簡略表示、最終更新日付順） ls -l （リスト表示、アルファベット順） ls -lt （リスト表示、最終更新日付順） (3) ディレクトリ間の移動 （cd） cd （ホームディレクトリに移動） cd ディレクトリ名 （指定したディレクトリに移動） cd .. （一つ上のディレクトリへ移動） (4) ファイル（ディレクトリ）の名前の変更、場所の移動 （mv） mv ファイル（ディレクトリ）名前(1) 名前(2) 名前(2)が既存のディレクトリ名の場合⇒
それ以外の場合⇒
(5) ファイルのコピー （cp） cp ファイル又はディレクトリの名前(1) 名前(2) 名前(2)が既存のディレクトリ名の場合⇒
それ以外の場合⇒
(6) ディレクトリの作成 （mkdir） mkdir 新しいディレクトリ名 (7) ファイルの削除、ディレクトリの丸ごと削除 （rm） rm ファイル名 （ファイルの削除） rm -r ディレクトリ名 （ディレクトリの削除。内容物も消える。） (8) （空の）ディレクトリの削除 （rmdir） rmdir ディレクトリ名 名前(1)のファイル・ディレクト リを名前(2)の場所へ移動する。 名前(1)のファイル・ディレクトリ 名を名前(2)に変更する 名前(1)のファイル・ディレクトリを複製し、 複製を名前(2)の場所に置く。 名前(1)のファイル・ディレクトリを複製 する。複製の名前を名前(2)とする。(9) テキストファイルの中身を表示、テキストファイルの結合 （cat） cat ファイル名 （中身を表示） cat ファイル(1) >> ファイル(2) (10) テキストファイルの中身を 1 ページごとに表示 （more, less） more ファイル名 または less ファイル名 「基礎と実習 バイオインフォマティクス」の9〜13 ページにも、代表的なコマンドのま とめが載っているので見ておこう。
2.d. パスの表記法
2.d.1. 絶対パス ファイルやディレクトリの場所を、/ (ルートディレクトリ) からたどれるように完 全に表記することを絶対パス表示という。例えば、6 ページの図において、ディレクトリ 「db」の絶対パスは、/mnt/bis2/b000002/db となる。 2.d.2. 相対パス 絶対パスに対して、カレントディレクトリを起点として、目的のディレクトリや ファイルの場所を表記することを相対パス表示という。例えば、6 ページの図においてカ レントディレクトリが「documents」の時、「picture」の相対パスは、../picture である。 なお、.. は「ひとつ上のディレクトリ」(この例では b000002 のこと) を表す。2.e. 練習問題
問題1 works 以下のディレクトリツリーが 6 ページの図の斜線部のようになるように、 ５つのディレクトリ(programs, data, db, perl, pdb)を作成しなさい。 問題2 今、6 ページの図において、「db」がカレントディレクトリであると仮定する。ディ レクトリ「perl」と「pdb」のそれぞれを、相対パスで表せ。また、絶対パスで書くとど うなるか。 （ファイル(2)の末尾にファイ ル(1)の内容を追加）問題3 各自、隣の端末に座っている人のホームディレクトリへ移動してみなさい。移動 できるだろうか?
2.f. アクセス権限
先ほどの問題３はうまくいかなかったはずである。ホームディレクトリのひとつ 上のディレクトリへ移動して、ls l を実行しよう。みんなのホームディレクトリの名前 が詳細表示で表示される。2 回生前期の実習書の第 1 章、または「基礎と実習 バイオイ ンフォマティクス」の第1 章を参考にして、各列の左端にある、アクセス権限について の情報を読み取ってみよう。 自分が所有するファイルやディレクトリのアクセス権限を変えるには、chmod コ マンドを使用するのだった。例えば、他人が自分のホームディレクトリの中身を見れる ようにするには、 chmod 755 ディレクトリ名 とすればよい。あるいは、次のようにするのでもよい。 chmod go+rx ディレクトリ名 より詳しい使いかたを知りたい人は、man chmod として、chmod コマンドの マニュアルを参照しよう。主要なコマンドについては日本語のマニュアルが表示される。 また、2 回生のときの実習書の該当部分を pdf ファイルとして置いておくので参照しよう。2.g. シェル (tcsh)
端末ウィンドウを開くと、シェルと呼ばれるプログラムが自動的に起動する。シェ ルは、利用者のキーボード入力を受け取って、コマンドやプログラムに情報を流し、ま た、プログラムやコマンドの実行結果を画面に表示する役割を果たす。一言で言えば、 シェルはユーザーとプログラムとの仲介者である。 実習室のコンピューターは、初期状態ではtcsh というシェルを使うように設定さ れている。6 シェルを対話的7に使うときの便利な機能として、ファイル名の補完機能、コマン ドライン編集機能と、過去に実行したコマンド文字列の履歴機能がある。 6 シェルにはいろいろな種類があるが、それらの中で、将来も使われ続けるのは tcsh と bash の 2 種類だけ と考えてよい。 7 対話的でない使いかた(シェルスクリプト)は後日学ぶ。2.g.1. コマンド名・ファイル名補完機能 端末ウィンドウで、コマンド名を途中まで入力して「Tab」キーを押すと、残りが 自動的に補完される場合がある。例えば、 gnup と入力して「Tab」を押すと、 ot が 補完されて gnuplot になる8。 しかし、gn だけを打ち込んで「Tab」を押しても補完が行われない。gn で始まる コマンドが他にも存在することがその理由だ。 UNIX のコマンド入力の文法は、多くの場合、次の型に当てはまる。 コマンド名 オプション 引数 & オプションと&は、入力しないことも多い9。引数は、ファイル名であることが多い。そ こで、シェルは、入力されたコマンド文字列の２個目以後の単語が途中まで入力されて から「Tab」キーが押されると、カレントディレクトリにあるファイル・ディレクトリ名 のうち、当てはまるものを探して補完する機能をもつ。 例えば、ワークディレクトリに居るときに、ls pro と入力し、proの直後に 「Tab」キーを押すと、補完機能により ls programs となる。 2.g.2. コマンドライン編集機能 コマンド入力でスペルミスをおかすことは多い。← →キーで直したいところまで カーソルを動かして編集することができる。 なお、「 Ctrl 」キーを押しながら「a 」を押すと、カーソルが行頭へ移動 する10 。 また、「 Ctrl 」キーを押しながら「e 」を押すと、カーソルが行末へ移動 する11。 これは知っておくと便利である。 2.g.3. ヒストリー機能 既に知っている者も多いと思うが、「↑」キーを押すと12、過去に実行したコマン ド文字列を呼び戻すことができる。同じ操作を何度も繰り返すときに便利だ。また、上 述のコマンドライン編集機能と併用することもできるので、過去に実行した処理のファ 8 gnuplot はグラフを描画するソフトウェア。 9 オプションは、通常、 (ハイフン) の直後にアルファベットや数字、という書式である。また、行末の& は、「その処理をバックグラウンドで実行せよ!!」とコンピューターに指令する役割をもつ。UNIX シス テムはマルチタスクなので、同時に複数の処理を実行することができる。 10 キーボードの矢印キーの上側にある、「Home」キーを押すのでもよい。 11 同様に、「End」キーを押すのでもよい。 12 「Ctrl」キーを押しながら「P」を押すのでもよい。遠い過去に実行したコマンド文字列に遡った後で、 つい最近のコマンド文字列へ戻るときには、「↓」キーを押すか、「Ctrl」キーを押しながら「N」を押 す。
イル名だけを変えて再実行するときなどに便利だ。 history というコマンドを使うと、過去に実行したコマンド文字列のリストを見る ことができる。次の図に実行例を示す。 表示された中で、例えば、17 番目に実行されたコマンド(man chmod)を再度実行 するには、次のようにすればよい。 !17 以上で、基本的なUNIX コマンドの復習を終える。一度に全部覚えられるもので もないので、このプリントや、参考書を常備しておくとよいだろう。
[t_yoda@ippc101 ~/works]# history 1 12:33 ls 2 12:33 ls -l 3 12:34 ssh 172.17.1.49 4 12:34 ssh yoda@172.17.1.49 5 12:39 man chmod 6 12:43 q 7 12:43 ls 8 12:43 cd 9 12:43 ls 10 12:43 cd .. 11 12:43 ls 12 12:43 ls -ld t_yoda/
13 12:43 chmod go+rx t_yoda
14 12:43 ls -ld t_yoda/
15 12:43 chmod go-rx t_yoda
16 12:43 ls -ld t_yoda/
17 12:44 man chmod
18 12:49 man ls
